建筑工程管理中BIM 技术的运用分析

文／潘少飞 羿天设计集团有限责任公司 湖北武汉 430077

引言：

近年来，一项新兴的技术在建筑业得到了迅速发展，即建筑信息建模（BIM）。运用这种技术，不仅能够一次实现对建筑工程中每一个环节的全方位管理，还能够运用该技术构建一个平台，把各种合作伙伴联系到一起，实现在线的信息共享，从而使各建设方的共同管理与交流。该技术的应用，一改以往的二维管理模式，将三维可视化技术将建筑工程管理推向了一个全新的时代。透过线上模拟，参与项目建设的每一个人都可以查看项目的细节，和该工程项目的实际施工情况和成本，从而可以有效改善工程项目的管理效果，降低工程的成本和风险。在开展管理工作中运用该项技术，不仅可以对工程项目现场展开动态的监控，还可以实现对施工情况的在线实时查看，并监督工程的施工进度，及时找到问题所在，并给出解决方案。

1.BIM 技术概述

BIM 技术是基于计算机辅助设计而生成的一种新型的技术形态，它是计算机辅助设计技术的一种扩展。在传统的平面施工图中，对施工人员读图能力和三维逻辑能力的要求很高，要求其可以在大脑中形成三维的立体设计图。而BIM 技术的运用，可以借助现代化技术，对传统的手绘图纸的缺点进行改进，并把图纸中的内容以信息化、电子化的形式进行处理，然后将其以三位立体数据模型的形式进行展示，从而使有关工作人员对设计图纸有更好的理解，避免由于图纸不清晰而引起施工上的失误。该项技术的应用使建筑工程项目的每一个环节和工作都能够得到有效地结合，从而使建设项目的管理工作达到规范化和高效化。把这一技术应用于建筑工程施工的全过程管理中，可以使施工团队对工程的各个施工阶段进行优化，从而减少工程的施工成本。此外，该项技术的应用还能更快地找到建筑工程施工中存在的问题，并能为这些问题提供快捷、高效的解决方案，从而在确保工程能够顺利完工的基础上，保证工程质量。

2.BIM 技术的特点

2.1 可视化

将 BIM 技术应用到建筑工程的管理中，其最突出的特点就是可视化。该特点主要体现在三维立体的实物模型当中，利用这样的模型，可以让管理人员清晰地看到建筑实物的形状和尺寸，从而使其变得更加直观。例如，通常情况下，工地上的建筑设计图，只不过是将各个建筑结构的细节以线条的形式展现在上面，这就要求有经验的技术人员在脑海里面去构思。如果是构造简单的构件，理解起来还很简单，但如果是异性构件，或者是结构较为复杂的构件，那么技术人员就很难通过想象去理解。因此，相对于传统的二维管理模式，三维管理可以提供更多的数据，也可以提供更多的细节。特别是在一些复杂的构建图形的管理上，更是突出了这种技术可视化特点的作用。因此，通过三维立体的形式进行展现，以及运用该项技术所构建的信息模型，有助于管理人员对整体工程的全面了解，从而降低施工中不必要的失误。

2.2 协调性

该项技术是以信息数据为基础，构建较为完备的数据信息库。这一信息库并不局限于设计数据，还包括了工程项目中的每一个环节和分项目的信息。利用这一巨大容量的数据库，可以对所有的工程信息都有一个详尽的了解，可以协助管理者对工程项目进行整体部署和规划，以及合理地分配资源。利用该技术，能够有效地协调各个部门和参建单位之间的交流和合作。在施工的过程中，各参建人员会有不同的意见。而该技术拥有的是详尽且精确的数据，可以当各部门在发生矛盾的时候，对相关施工信息进行三维显示，对各方分歧进行协调。

2.3 模拟性

在建筑工程的建设过程中，具有一定的不确定性。建筑工程的每个项目所牵扯的环节都比较多，在实际建设过程中会出现多种问题。而该项技术则可以帮助管理者建立一个三维模型来进行精确地预测。及早地将会出现的各类质量和安全问题进行识别，并对其进行科学地预防和控制。比如对设计方案进行模拟实施，从而更好地排除了在施工过程中可能出现的安全隐患。所以，该技术具有模拟性特点，有助于管理者对工程项目进行合理统筹和规划。

3.BIM 技术在建筑工程管理中的作用

3.1 优化管理模式

通过该项技术，可以对建筑的整体构造进行详细地扫描，从而使建筑构造中的每一个细节都能够得到可视化管理。从而使工作人员对建筑结构有更多的了解，并能够在整体上把握工程施工的质量。因为建设项目的建设时间比较长，所以在建设的时候，很可能会因为外部环境条件的影响而发生一些安全问题。然而，利用该项技术，就可以事先预测到在建设中会出现的一些安全问题，这样工作人员就能够事先做好建筑工地的安全准备，以避免一些安全事故的发生。

3.2 减少成本投入

如果建筑企业要在发展中取得更大的经济效益，那么就需要降低自身在工程施工上的投资，而在施工中应用该项技术可以降低成本投入。该项技术能够针对特定的建设项目，制定出一份精确的建筑材料采购清单，建筑企业可以依据这份清单中的内容来购买建筑材料。在使用该技术时，能够更好地比较不同的材料的质量和性能差异，建筑企业可以根据这个比较结果，从各种不同的选材方案中挑选出最具科学性和合理性的方案。通过对该技术运用，还可以更好地配置现场工作人员，以使其更高效地使用资源[1]。

3.3 优化总体规划

任何一个建筑工程项目，在开始施工前，都必须对其进行科学化、合理化地整体规划，这将对今后项目建设的质量起到重要影响。因为建筑工程的构造比较复杂，其中涉及的建设环节也比较多，所以进行初步的整体规划就显得尤为重要。而使用该项技术可以更好地控制建筑工程建设的全过程，提升设计图纸的可行性。而且可以实时监督施工的实际情况，让管理者及时掌握整个建筑工程的施工进展。

4.建筑工程管理中存在的问题

4.1 施工设计方面

施工设计的有效性对整体建筑工程的质量有很大的影响。对于各类具有较高系统性和复杂性的建设项目，必须保证建设队伍与设计部门之间的密切配合。施工设计中存在问题具体体现为：施工设计是要根据投资人的要求而进行，然而，在一些建筑工程的施工设计中，许多设计理念与投资人的需要存在矛盾，或是有的设计人员只追求利润，无视职业道德和法律规范，这就很难保证真正实现设计目标。倘若设计人员一味地去满足投资者的要求，那么就会为建筑工程带来一些潜在的安全隐患和风险，从而降低整个建筑工程的施工水平。同时，在工程建设中，因设计者本身的业务能力不强而引起的设计方案不合理，也会对施工设计的有效性产生负面影响。

4.2 施工资料管理难度大

施工资料的存储与采集是一项较为困难的工作，由于建设项目牵扯大量的施工资料，而且，这种资料一般都是用文字记录下来的，再加上当前国内的建筑工程无论是在数量上还是在规模上都在不断扩大，因此，对施工资料进行查阅与管理的难度很大。特别是对于一些建设周期比较长的项目来说，由于长期保存，建筑材料有可能遗失，而在施工合同中，如果发生了争议，就需要有原始施工资料作参照，这些资料的丢失就会影响施工项目的正常进行。

5.建筑工程管理中BIM 技术的具体运用

5.1 在设计方面的运用

（1）该技术通过对大量的工程信息数据的分析与运用，不但可以为项目的设计提供参考，而且可以让项目的设计变得更为科学化，同时也可以防止由于对项目信息数据的错误分析而导致的设计质量下降。同时，该技术的应用还可以进行数据和信息的整合，从而大大降低项目的设计难度，保证各项施工工作的顺利进行。

（2）该项技术能够使设计的改善与优化变得更为便捷与有效。若是要调整设计方案，或是要完善方案中存在的问题，只要在BIM 系统中，将修改后的参数输入进去，该系统就可以与这些参数相结合，对设计模型进行自动化调节。并能够自动形成设计图纸，这样就可以解决以前纸质图纸精度不高，更改困难的问题，既能减轻设计者的工作负担，又能大大地提升工程项目的设计效率[2]。

（3）该技术的应用，可以对工程项目中的复杂部件进行可视化展示，可有效提升项目细节设计的科学性和精度。比如，在传统的平面设计中，既不能确保管线布局的协调性和科学性，也很可能会发生管线之间的碰撞。而且，管线的布置不当，也会极大地阻碍项目建设的正常进行。但是，利用该项技术，就可以在较快的速度之内，实现对管线布局的优化，从而有效地提升设计的质量和效率。另外，该技术还可以为后续的管线排布施工提供指导，让有关的施工操作变得更具科学性和规范性，从而确保工程项目的总体质量。

5.2 在工程造价管理中的运用

5.2.1 成本控制阶段

在工程项目开始施工之后，施工材料、机械设备、价格都有可能会产生改变。因此，必须加强对项目成本的控制，防止实际成本与预算成本出现过大差异。而利用该项技术，能够对此前的数据信息进行收集，并对其展开分析，探讨并设计出一套有效的解决方案，从而可以确保在不对工程进度造成影响的情况下，使工程成本得到合理控制。

5.2.2 造价设计阶段

在工程造价的管理中，造价设计阶段尤为关键，应积极做好这一环节的有关工作。当前，在国内许多工程项目的造价管理中，都会采用限额设计的方法。在这种情况下，要对项目的投入与开支进行有效地控制，以确保资金合理配置和应用。利用该项技术，能够将项目成本的管理和控制效果最大化，并对有关数据信息进行集成，对设计方案进行持续改进，从而有效防止资金的浪费，达到降低工程成本的目的[3]。

5.2.3 招标投标阶段

在项目的招投标过程中，由于其内容的复杂性、多样性以及工作量的庞大，因此，要求招投标双方对工程量的计算更加关注，并对其进行审核，以保证计算的准确性。并且，招标方还要对对应的定额消耗工程量进行计算，这样的计算工作，会耗费大量的人、物、财资源，而且人工计算出来的数据也有可能会有一定的偏差。但是，在招投标阶段，通过对该项技术的运用，可以将工程总量的数据进行集成，进而以各项指数为基础，形成相应的工程量清单。而且通过对数据进行计算，可以有效地减少在计算过程中发生的出错率，从而使项目的管理效率得到提升。

5.2.4 工程施工阶段

在建设过程中，利用该技术能够构建一个数据模型，并对工程造价中各种数据信息进行统计与集成。运用该模型，可以使施工单位的工作人员对施工过程中出现的问题有更加直观、清晰地了解，从而有针对性地提出解决对策。此外，利用该项技术，能够对建筑构件的布局进行科学性分析，这就给施工人员的现场施工提供了很大的便利，从而帮助他们提高施工效率，并减少工程造价。

5.2.5 竣工结算阶段

在建设项目工程完工之后，要对工程造价展开统计，该项工作牵扯大量的数据和信息，仅靠人工是不可能将结算工作高效准确地完成的。因此，在这个环节中将该项技术进行合理应用，可以对项目的成本进行有效控制，保证成本的准确汇总。并全面地对施工的进度和质量展开检查与管理，以确保工程项目可以在质量达到标准的情况下，按规定的工期内，顺利完工。同时，在对有关的数据进行全面梳理之后，可以使数据进行自动化分析，从而有助于工作人员了解工程后期在维护和管理方面出现的各种问题，并对其进行及时地处理，从而使竣工结算更加准确[4]。

5.3 在施工质量管理中的应用

5.3.1 事前质量控制

在建筑工程建设中，其总施工规模较大，管线布置也比较复杂，因此，为了防止在以后的建设过程中出现设计变更和返工等情况，可以在建设的初期运用该项技术进行一次碰撞检测。其检测的流程分为四个部分，分别是整合结构模型-建筑模型-机电模型-形成综合模型。在该技术的有关软件中，执行综合模型的碰撞检测，然后对有无碰撞问题进行判定，当判定为“是”时，则快速产生碰撞报告，并根据这一点进行协同修改。接着在修改后重新开始碰撞检测，若得到的结果是“否”，那么就可以直接将施工模型提交上去。

5.3.2 事中质量控制

（1）模型渲染。利用该项技术，可以完成3D 模型的绘制，从而更加直观地呈现出工程施工的真实场景，使所制作的3D 模型更贴近现实，帮助参与施工的各方人员快速和直观地了解工程的建设内容。

（2）二维码制作。采用二维码的方式，来存储和展示在三维模型中的全部构件信息，可以保证在实际施工中，施工人员更加准确、全面地了解到各种构件的信息，确定各构件的平面位置、具体要求以及施工参数，以保证工程的质量能够满足要求。

（3）漫游与VR 技术。以该技术为基础，可以在实际施工之前，更加真实地感受和了解施工现场。而且，在一些比较复杂的施工工序中，也可以采用这种方法来实现技术交底，从而保证建设项目的高质量进行。

5.3.3 事后质量控制

在对工程项目进行质量管理的过程中，可以以该项技术为主要手段，对施工项目中的全部数据信息进行总结和分析。并在这个基础上，对建筑工程中存在的问题进行判断，并制定出可行的解决办法。并将其归类储存到信息数据库中，为以后类似工程项目的开展和施工质量问题的处理提供借鉴。此外，还可以运用该项技术生成电子版的技术文档和质量检查的数字报告，为施工结束后的工程质量审核提供帮助，从而减少工程完工后的验收时间，提高施工效率[5]。

5.4 在施工安全管理中的运用

5.4.1 场地规划管理

在使用该项技术之前，必须事先对有关的数据信息进行收集，并将收集到的资料输入到BIM 数据模型中。所收集的数据信息，包含建设项目所处地区的环境与楼宇内的空间与结构等信息，并分类传送这些数据信息。有关工作人员应该在 BIM 数据模型中，结合建筑的具体情况，利用该数据平台，对工程项目具体的规划方案进行完善。同时，在进行施工现场的规划与管理时，也要对工程建设所涉及的材料、设备等的运输成本进行科学地计算。

5.4.2 施工危险识别

在建筑工程建设过程中，各种风险因素对工程进度和造价的影响最为显著。所以，可以运用BIM 数据模型，对建筑工程中的各种风险进行预防和计算。技术人员可以利用这一模型的可见性特点，对在工程施工中所存在的风险因素展开辨识并做出判断。并针对其中不同的风险因素，采取相应的风险防范措施，从而预防建筑工程施工中出现安全事故，为施工人员的人身安全提供一种保障，同时，也使得施工单位可以更好地进行工程项目的风险识别与防范工作[6]。

5.4.3 现场安全监控

利用BIM 数据库，可以构建出一个现场安全管理系统，并基于数据的分析，以各种类型的现场监控需要为依据，在数据库中寻找与之相匹配的信息资料，然后自动列出对应的安全防范措施。利用该项技术所带来的安全管理办法，能够使工程施工得到安全性得到有效保证。同时该技术的运用，还能对工程施工进度进行有效地监控。并利用三维数据展开对施工现场的模拟实验，然后利用数据分析，计算出现场监控的合理布置，并将这些数据记录下来，从而可以实时地调整安全防范措施。

5.4.4 施工人员教育培训

BIM 的信息数据库包含了多种不同的数据信息。在工程项目开始施工之前，都要对施工人员进行安全教育和培训。在培训过程中，可以利用BIM 的信息数据库对其进行分析，根据施工人员的不同施工专业，对其进行分组，开展针对性的教育培训活动，从而确保所有建筑工程施工的参建者都能知晓安全问题，并对防护措施有足够的了解[7]。

结语：

总之，BIM 技术在当今的建筑工程建设过程中属于一项比较先进的技术，它在整个施工管理过程中具有很大的优越性，可以使有关的数据信息得到有效共享，对施工内容进行精细化的管理。由此，在具体的工程施工过程中，相关人员必须全面掌握BIM 技术的应用优势，并在掌握该技术特征和工程要求的基础上，做好技术的合理应用，使BIM 技术的运用效果最大化。